運動與靜止的相對性問與答

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所謂參照物,就是在我們研究物體的機械運動時,事先選定的作為標準的物體。要想真正從物理學的角度理解參照物,我們還需要弄清楚幾個問題。
     1. 怎樣選定參照物?
     當研究一個物體是否做機械運動時,必須假定一個不動的物體,用它作為標準。若被研究的物體相對于假定不動的物體的位置發(fā)生了變化,我們就說它是運動的;若位置沒有發(fā)生變化,我們就說它是靜止的,這個事先假定不動的物體,就叫參照物。在選擇參照物時應注意:
     (1)不宜將被研究的物體本身選作參照物。因為這樣做物體的位置是永遠不變的,也就是這一物體處于靜止狀態(tài)。
     (2)為了研究機械運動的方便,物理學中一般選擇地面或相對于地面靜止的物體作為參照物,且可以不加以說明;若選取其他合適的物體作參照物研究機械運動時,大多要作出說明。
     2. 什么是運動和靜止的相對性?
     自然界中一切物體都在運動著,沒有絕對靜止的物體,我們平常所說的運動和靜止都是相對于某一個物體(參照物)而言的。在研究機械運動時,由于選擇了不同的參照物,對同一個物體做機械運動的情況的描述就可能不同。例如,地面上的一棵樹,若以地面為參照物,它是靜止的;若以太陽為參照物,樹木隨著地球在運動,地球自轉的同時還繞太陽公轉。
     3. 引入?yún)⒄瘴镉惺裁匆饬x?
     在機械運動中,說一個物體是運動的還是靜止的,都是和該物體周圍的其他物體相比較而言的。比如說,我們看到輪船在大海里快速航行、汽車在公路上高速行駛,覺得它們都在不停的運動著,其實我們不自覺中選擇了海岸、海里其他的船只、路邊的行人、樹來進行比較。只是我們在平時并沒有特別注意這樣的問題,可是我們設想一下,如果將我們置于一個沒有任何物體的背景里,我們連方向都無法辨別,更別說判斷自己的運動情況了??梢?,這樣作為比較標準的物體是不可或缺的,這樣的物體就是參照物。
     4. 什么樣的物體可以充當參照物?
     除了物體本身,應該說參照物的選擇是任意的。不過,為了研究問題的方便和直觀,對于一些特定的問題,我們習慣上會選擇某個特定的物體做為參照物。比如研究地球及地球表面附近的物體運動情況時,我們習慣于選擇地面或者地面上的樹木、高山等等靜止的物體。但是,無論怎么選擇,參照物都必須是一些實實在在的物體,而不是一些抽象的概念,比如天空、海平面、海岸線等等就不可以選做參照物。
     5. 參照物有什么特點?
     相對于地面來說,參照物可以是運動的,也可以是靜止的。但是一旦我們選定了某個物體作為參照物,就假定它是靜止的。因此,一切位置的變化都認為是由所討論的物體引起的。
     6. 參照物的不同選擇對物體的運動情況判斷的結果有什么影響?
     (1)對物體運動與否判斷的影響:在我們討論某個物體的運動情況時,如果我們選擇了相對于地面是靜止的物體,那么對該物體運動情況的判斷與實際是相符合的,如果我們選擇了相對于地面運動的物體,那么對該物體運動情況的判斷可能與事實相符,也可能不太相符,甚至可能完全相反。像空中加油,選擇地面或者受油機作為參照物,對另一架飛機的運動判斷是不一樣的。
     (2)對物體運動方向判斷的影響:如果我們要判斷一個在公路上騎自行車的同學的運動情況時,選擇同方向慢慢步行的行人或者快速行駛的汽車,該同學的運動方向是相反的。
     (3)對物體運動速度判斷的影響:如果我們要判斷一輛正在減速進站火車的速度,選擇停在站臺旁的火車和正在高速過站的火車,結果也是不一樣的。
     不過,無論怎么選擇,其結果都是正確的,對于我們研究的問題的正確性沒有影響。
     7. 如何利用參照物確定物體的運動情況?
     只有一個依據(jù),那就是兩者之間的位置關系,位置改變則所討論的物體是運動的,位置不變則所討論的物體是靜止的。